基于MDA的UML状态机代码生成技术研究与实现

论文摘要

随着面向对象软件开发方法的广泛应用,模型驱动架构(MDA, Modeling Driven Architecture)以模型、模型转换为核心组织整个系统的开发过程,成为软件设计开发的重要途径之一。代码生成作为MDA开发方法的最后一个环节,有着重要的工程应用价值。目前基于UML静态结构模型的代码生成,国内外都已经出现了成熟的应用,然而很少有动态结构模型代码生成的工具。本文分析了基于模型驱动的软件开发过程,设计并实现了状态机C代码生成器,解决了动态结构模型代码生成的问题。生成器采用QEP(层次事件处理器)状态机代码转换技术制定状态机到C语言的映射规则,采用oAW(open Architecture Ware)代码自动生成技术实现系统的状态机模型到系统底层框架C代码的转换。本文重点论述了状态机到C语言映射规则的设计和实现,最后将生成器集成到开发环境,并对生成器进行了白盒测试,测试结果符合预期目标,能够满足使用需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外发展状况
• 1.2.2 国内发展状况
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 章节安排
• 第二章 相关技术
• 2.1 模型驱动架构简介
• 2.1.1 MDA 基本概念
• 2.1.2 MDA 中元模型的应用
• 2.1.3 基于MDA 的软件开发过程
• 2.2 UML 简介
• 2.2.1 元模型机制
• 2.2.2 Profile 扩展机制
• 2.3 UML 对模型驱动框架的支持
• 2.4 小结
• 第三章 状态机代码生成器的需求分析与总体设计
• 3.1 状态机代码生成器技术路线分析
• 3.1.1 代码生成技术分析
• 3.1.2 状态机代码实现技术分析
• 3.2 状态机代码生成器的总体需求
• 3.3 状态机代码生成器的用例模型
• 3.4 状态机代码生成器的总体设计方案
• 3.5 小结
• 第四章 状态机代码生成器详细设计
• 4.1 状态机映射规则
• 4.1.1 状态机语义
• 4.1.2 状态机的C 语言映射规则
• 4.1.3 状态机的C 语言映射说明
• 4.2 状态映射规则
• 4.2.1 状态语义
• 4.2.2 状态的C 语言映射规则
• 4.2.3 状态的C 语言映射说明
• 4.3 并发复合状态映射规则
• 4.3.1 并发复合状态语义
• 4.3.2 并发复合状态的C 语言映射规则
• 4.3.3 并发复合状态的C 语言映射说明
• 4.4 伪状态映射规则
• 4.4.1 伪状态语义
• 4.4.2 伪状态的C 语言映射规则
• 4.5 转换、事件映射规则
• 4.5.1 转换、事件语义
• 4.5.2 转换、事件的C 语言映射规则
• 4.6 监护条件、效果映射规则
• 4.6.1 监护条件、效果语义
• 4.6.2 监护条件、效果的C 语言映射规则
• 4.7 小结
• 第五章 状态机代码生成器实现
• 5.1 状态机代码生成器总体实现
• 5.1.1 状态机代码生成器开发环境
• 5.1.2 状态机代码生成器的结构
• 5.1.3 状态机代码生成过程
• 5.2 状态机代码生成器基本配置实现
• 5.2.1 模型数据解析器实现
• 5.2.2 基本工具集实现
• 5.2.3 配置文件实现
• 5.3 状态机代码生成器模板实现
• 5.3.1 状态机代码生成器模板结构
• 5.3.2 状态机代码生成器模板执行流程
• 5.3.3 状态机中状态元素代码生成
• 5.3.4 状态机中伪状态元素代码生成
• 5.3.5 状态机中转换元素代码生成
• 5.4 状态机代码生成器集成到开发环境的实现
• 5.5 小结
• 第六章 状态机代码生成器运行及测试
• 6.1 状态机代码生成器运行结果
• 6.1.1 运行环境
• 6.1.2 运行结果
• 6.2 状态机代码生成器测试结果及分析
• 6.2.1 状态机calculator
• 6.2.2 状态机history
• join'>6.2.3 状态机fork_join
• 6.2.4 测试结果分析
• 6.3 小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 工作总结
• 7.2 未来展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 模型实例